摘要：绝缘套管是变压器的重要组件之一，是将变压器绕组引线引出到变压器油箱外的装置，起着固定引线和引线对地绝缘的作用，为此套管必须满足电气强度和机械强度的双重要求。同时，套管又是载流元件之一，在变压器运行中会长期通过负载电流，因此必须具有良好的热稳定性，以承受短路时的瞬间过热。虽然套管的事故率占全部变压器事故率的比例不是很大，且有的套管故障和异常不构成事故，但其故障和异常如不能及时消除，往往会导致十分严重的后果，直接危及变压器的安全运行及供电可靠性。因此，本文对电力变压器套管的故障分析及处理进行探讨。
关键词：电力变压器；套管；故障分析；处理
在电力系统中，电力变压器必不可少，它是一种改变电压和电流的设备。变压器内部绕组的引线靠套管引出变压器器身。因工作属性，套管需要适应各种条件，既要具有足够的机械强度，又要满足良好的绝缘性能。套管形式多样，有纯瓷套管、充气套管、充油套管、电容式套管（胶纸电容式、油纸电容式）等不同形式。为维护电力系统安全，加强套管维护，防止套管出现问题是工作重点。
1变压器套管的概念
变压器套管是变压器箱外的主要绝缘装置，主要是确保变压器绕组引出线与变压器外壳之间绝缘，同时还固定引出线，保障电压器的正常运行。不同电压等级其绝缘套管的形式也存在差异，主要有纯瓷套管、充油套管和电容套管等。其中，10kv及以下变压器主要使用纯瓷套管，即在瓷套管中穿一根导电铜杆瓷套内为空气绝缘；35kV变压器主要使用充油套管，即在瓷套管内穿一根导电铜杆，铜杆外包绝缘纸；10kV以上的高电压变压器多用电容式套管，其构成要素较为复杂，能够在高电压情况下实现绝缘。变压器套管使用，不仅能够保证变压器与外围网络的正常连接，而且还能承受长时间的电流流通，保证满足电气强度和机械强度，且具有优良的热稳定功能，在变压器正常运行过程中发挥着不可替代的作用。
2套管的故障原因分析
套管表面脏污吸收水分后，会使绝缘电阻降低，其后果是容易发生闪络，造成跳闸。同时，闪络也会损坏套管表面。脏污吸收水分后，导电性提高，不仅引起表面闪络，还可能因泄漏电流增加，使绝缘套管发热并造成瓷质损坏，甚至击穿；套管胶垫密封失效，油纸电容式套管顶部密封不良，可能导致进水使绝缘击穿，下部密封不良使套管渗油，导致油面下降。套管密封失效的原因主要有两个方面：一是由于检修人员经验不足，螺栓紧固力不够；二是由于超周期运行或是胶垫存在质量问题、胶垫老化等；套管本身结构不合理，且存在缺陷。比如，有的110kV主变套管，由于引线与引线头焊接采用锡焊，套管导压管为铝管，导线头为铜制，防雨相为铝制，这种铜铝连接造成接触电阻增大，使连接处容易发热烧结，导致发生事故；套管局部渗漏油，绝缘油不合格，套管进水造成轻度受潮；套管中部法兰筒上接地小套管松动断线；接地小套管故障，使套管束屏产生悬浮电位，发生局部放电；套管油标管脏污，看不清油位，在每年预试取油样后形成亏油。在变压器套管大修过程中，工作不细致，抽真空不彻底会使得其屏间有空气残留。当变压器投入运行之后，在高电场的作用下，由于处于非真空状态，就非常容易发生局部放电现象，严重的甚至会造成绝缘层击穿，发生安全事故。
3电力变压器套管故障处理措施
3.1套管过热故障的处理方法
在电力发电机投入使用之前应该仔细检查，进行多次试验后再投入使用，着重检查套管的油样是否合格。套管本身结构不合格会引起套管上部发热的现象，这时可以改变接触材料，换成电阻小的材料，减小热量，降低温度，还能有效减小氧化作用。在拆装的时候要检各个连接部位是否连接良好，在接触面上涂上易导电的物质，减小接触处的电阻，避免套管过热的现象。绝缘纸的选择应该慎重，应该选择介电常数小，介质损耗小的绝缘纸，总而言之就是减小电阻，通过减小电阻的办法来减少热量。电力变压器的套管接线板和外部外接导线接线板之间的接触面积要正好符合要求，接触面积过小会导致套管过热。
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3.2套管底部渗油的处理方法
对于套管渗油的现象，可以采取更换套管，或者更换胶垫的方法来改善，更换质量更好的胶垫使得密闭性更好，使得油渗不出去。经常检查套管的头部等部件的严密性，弹性等性能是否还好，如果发现问题及时更换质量好的部件，对于密封圈应该着重检查，时常更换。对于部件之间的接触应该仔细检查，保证接触良好，不会出现漏油现象。密封材料丁腈橡胶应该定期更换，时常检查发现丁腈橡胶有老化变质等问题时就应该更换，防止受热不均发生龟裂。
3.3套管其他问题的处理方法
套管出现问题有两方面，以方面是套管本身的质量有问题，另一方面就是人工在安装套管的时候出现差错，工艺不精，导致套管出现问题，不能正常工作。套管在组装或者装修时都应该防潮，并且保证密封严密。在装配的时候应该在干燥清洁的环境下进行安装，保证套管的密封性，防止受潮。在变压器套管修理的过程中，工作应该细致，抽真空应该抽的彻底，不应该使中间有空气残留。当变压器投入使用时如果没有处于真空状态就会发生安全事故。
4套管安装、检修维护等方面应注意以下问题
4.1防止受潮
装配中除要有清洁干燥的条件以外，最好能在40-50℃温度下进行组装。因为电容芯子温度高出环境温度温度10-15℃时能减少受潮的影响，所以最好在组装前将套管的零部件和电容芯子加热到70-80℃，保持3-4h，以便排除表面潮气，尽可能在温度尚未降低时装配完。
4.2注意套管顶部的密封
套管顶部的密封可分为套管本身的密封和穿缆引线的密封。现在大多数变电站的主变压器的储油柜顶装有弹性波纹板，它与压紧弹簧共同对由温度变化起调节作用。在组装弹性波纹板时，导管上的正、反压紧螺母之间的密封环与储油柜上的密封垫一定要配合妥当。
套管做试验特别是测量介损时要注意其其放置的位置，因为套管的电容小，当位置不同时，因高压电极和测量电极对未完全接地的构架、物体、墙壁和地面的杂散阻抗的影响，会对套管的实测结果有很大影响。不同的位置，这些影响又不相同，所以往往出现分散性很大的测量结果。因此，测量介损和其它试验时，应把套管垂直垂直放置在妥善接地的套管架地进行，不要把套管水平放置或用绝缘索吊起来在任意角度进行测量，以保证测量数据的准确。
4.3检修维护人员应注意以下问题
试验人员拆接末屏小套管引线时，应防止导杆转动或拧断接地引线，试验后应恢复原状。根据我的工作经验，试验结束后可用万用表来测量末屏是否接地，这是检查末屏接地拆除后是否已经恢复的一种比较可靠的办法；取油样人员工作结后，应拧紧采样阀；拆接引线人员，上下套管时应注意防止套管破损；检修人员应观察套管油位并及时补油。
结束语：
电力变压器套管属于电力系统中较为重要的部件，其承担的任务要求其不仅要有良好的绝缘性也要有机械性。除了套管本身的材质问题，检修人员的素质也决定着套管是否处于良好的运行状态。因此要加强套管的材质选购、运行维护管理，提升检修人员素质，保障电力变压器的安全稳定运行。
参考文献：
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[2]大型变压器套管头部发热原因及处理方法[J].刘丹.中国设备工程.2017（14）
[3]110kV变压器套管故障的检测与分析[J].魏洪，张军强，赵纲.电世界.2017（03）
论文作者:马勇
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
标签：套管论文; 变压器论文; 引线论文; 电阻论文; 测量论文; 电力变压器论文; 故障论文; 《电力设备》2018年第26期论文;